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Q U ÍM IC A G ER A L E EX PERIM EN TA L Química geral e experimental K LS KLS Francine de Mendonça Fábrega Química geral e experimental Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Fábrega, Francine de Mendonça ISBN 978-85-8482-352-9 1. Química. 2. Química – Manuais de laboratórios. 3. Reações químicas. I. Título. CDD 542 Fábrega. – Londrina : Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2016. 216 p. F123q Química geral e experimental / Francine de Mendonça © 2016 por Editora e Distribuidora Educacional S.A. Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação, sem prévia autorização, por escrito, da Editora e Distribuidora Educacional S.A. Presidente Rodrigo Galindo Vice-Presidente Acadêmico de Graduação Mário Ghio Júnior Conselho Acadêmico Dieter S. S. Paiva Camila Cardoso Rotella Emanuel Santana Alberto S. Santana Regina Cláudia da Silva Fiorin Cristiane Lisandra Danna Danielly Nunes Andrade Noé Parecerista Éder Cícero Adão Simêncio Editoração Emanuel Santana Cristiane Lisandra Danna André Augusto de Andrade Ramos Daniel Roggeri Rosa Adilson Braga Fontes Diogo Ribeiro Garcia eGTB Editora 2016 Editora e Distribuidora Educacional S.A. Avenida Paris, 675 – Parque Residencial João Piza CEP: 86041-100 — Londrina — PR e-mail: editora.educacional@kroton.com.br Homepage: http://www.kroton.com.br/ Unidade 1 | Estudo da matéria Seção 1.1 - Identificação e classificação da matéria Seção 1.2 - Propriedades da matéria Seção 1.3 - Processo de separação de misturas Seção 1.4 - O laboratório de química 7 9 21 33 43 Sumário Unidade 2 | Átomos e elementos Seção 2.1 - Evolução do modelo atômico e classificação periódica dos elementos Seção 2.2 - Leis ponderais Seção 2.3 - Distribuição eletrônica Seção 2.4 - Propriedades periódicas 55 57 69 79 89 Unidade 3 | Ligações químicas Seção 3.1 - Ligações primárias: iônicas, covalentes e metálicas Seção 3.2 - Ligações secundárias e polaridade Seção 3.3 - Funções inorgânicas – ácidos e bases Seção 3.4 - Funções inorgânicas – sais e óxidos 103 105 119 131 143 Unidade 4 | Reações químicas Seção 4.1 - Classificação das reações químicas Seção 4.2 - Balanceamento das equações químicas Seção 4.3 - Estequiometria das reações químicas Seção 4.4 - Estequiometria de solução 157 159 171 183 195 Palavras do autor Olá, aluno(a), seja bem-vindo(a)! Esta unidade curricular desafiará a sua imaginação, pois é bem provável que quando você escute a palavra “química” se lembre de pessoas usando um jaleco branco, manipulando vidrarias com líquidos borbulhantes, coloridos e com odores misteriosos. É possível que venha à sua mente uma linguagem incompreensível acompanhada de um mundo muito distante da sua vida cotidiana. Química pode ser definida como o estudo da composição, estrutura e propriedades das substâncias, e das transformações que elas sofrem. Existem agora mais de 7 milhões de substâncias químicas distintas conhecidas, e cerca de mais outras 350 mil são adicionadas à lista cada ano. Muitos desses milhões de substâncias químicas são raras, mas cerca de 65 mil estão no comércio comum. Contudo, a química está totalmente envolvida no dia a dia de todas as pessoas, como por exemplo, nas roupas que vestimos, no material de construção das nossas casas, nos nossos automóveis, nos nossos alimentos, nos aparelhos eletrônicos, nas análises clínicas, entre outros. Afinal, a química é a ciência que estuda a constituição, as propriedades e as transformações de todos os elementos citados que são chamamos de matéria. Neste contexto, na unidade 1 aprenderemos a identificar e a classificar a matéria, aprenderemos quais são as suas propriedades, descobriremos como separá-la, como também, contemplaremos o laboratório de química com todos os seus equipamentos e vidrarias. Na unidade 2 o foco estará nos átomos e nas moléculas, dentro deste âmbito veremos a tabela periódica e saberemos o porquê dos elementos estarem dispostos dessa forma, assim como as relações de massas e leis ponderais, a distribuição eletrônica e a eletronegatividade e polaridade das ligações e moléculas. A unidade 3 é responsável por apresentar os três tipos de ligações químicas: iônicas, metálicas e covalentes, bem como as funções inorgânicas. Para encerrar, a unidade 4 apresenta as reações químicas, classificando-as, balanceando-as e realizando o balanceamento das equações químicas e os cálculos estequiométricos Vá às aulas regularmente e faça anotações, faça as atividades pós-aula no mesmo dia em que teve a sua aula, seja crítico e não hesite em pedir ajuda ao seu professor. Desejamos a você, desde já, bons estudos e dedicação para a conclusão desta etapa! Unidade 1 ESTUDO DA MATÉRIA Abrindo os nossos estudos na disciplina de Química Geral e Experimental, vamos compreender o conteúdo da nossa unidade de ensino que se inicia com o estudo da matéria, mas o que é matéria? Vamos dar alguns exemplos. Você sabe por que a madeira queima e a rocha não? Por que ao preparar o cimento ele possui uma consistência pastosa que após endurecer se torna rígido e resistente? Como são feitos os diferentes componentes do seu celular? As respostas para essas e inúmeras outras questões estão relacionadas com as diferentes propriedades da matéria e se encontram no domínio da ciência natural denominada Química. A partir de tais questionamentos e compreendendo a relevância do tema, temos como competência conhecer e aplicar os conceitos fundamentais em química geral na formação científica e tecnológica , além de ter nesta unidade os seguintes objetivos de aprendizagem: (1) conhecer o conceito de matéria e seus estados físicos; (2) saber a diferença entre elementos e compostos; (3) distinguir o que é uma mistura e uma substância pura; (4) reconhecer o que são misturas homogêneas e heterogêneas; (5) saber diferenciar as propriedades físicas das propriedades químicas; (6) classificar propriedades da matéria extensivas e intensivas; (7) conhecer as propriedades físicas de mudança de estado; (8) ser capaz de classificar o sistema em: sólido-sólido; sólido-líquido; líquido-líquido; líquido-gasoso e gasoso-gasoso; (9) conhecer os principais métodos de separação para misturas homogêneas e heterogêneas; (10) conhecer as regras de funcionamento de um laboratório de química, e, finalmente, (11) conhecer as vidrarias empregadas em um laboratório de química e suas funções. Vivemos um momento de conscientização ambiental, em que o consumo Convite ao estudo Estudo da matéria U1 8 consciente é o tema principal que está pautado nos 3 R’s do consumo sustentável: reduzir, reutilizar e reciclar. A reciclagem é um processo de transformação onde reutilizamos um material que já não tem mais serventia. Assim, o estudo da química pode ser o instrumento pelo qual a Educação Ambiental deve ser vista como um processo de aprendizagem permanente que valoriza as diversas formas de conhecimento formando cidadãos com consciência local e planetária. Você já se imaginou utilizando seus conhecimentos adquiridos nas aulas de química para reutilizar o seu próprio lixo? Já parou para pensar nas etapas contidas num processo de reciclagem? A produção de papel reciclado, por exemplo, é muito semelhante à produção de papel comum após a entrega da celulose. É necessário moer, molhar, prensar, tingir e secar o papel. A principal diferença está na necessidade da utilização de vários produtos químicos para retirar as impurezas do papel como tintas e colas, o que também pode ser perigoso para o meio ambiente, se não for feito de maneira correta. Nesta unidade, vamos pensar nasetapas do processo de reciclagem, em todas as transformações e classificações da matéria que são necessárias para obtermos o produto final partindo de uma matéria-prima que pode ser reutilizada. Então desejamos bons estudos para você e que ao final desta unidade você seja capaz de olhar o mundo e reconhecer as suas transformações. Estudo da matéria U1 9 Seção 1.1 Identificação e classificação da matéria Você já se deu conta de quantos elementos químicos diferentes é feito o seu celular? E as páginas do seu caderno? Você também já deve ter observado que nem todas as substâncias se misturam, por exemplo, quando você toma água com gelo ou tempera a sua salada com azeite de oliva e vinagre. O que vamos ver nesta seção é a identificação e a classificação das substâncias, descobrir que existem diversos elementos químicos em cada item do nosso cotidiano e também observarmos porque algumas substâncias se misturam e outras não. Esses conhecimentos visam identificar os fenômenos ocorridos em cada etapa de um processo visando, posteriormente, a escolha de uma sequência de processos de separação adequados promovendo a transformação de uma matéria-prima em produto. Para iniciar o nosso raciocínio vamos aprender o que é um elemento químico para então verificar quantos elementos possui uma substância, classificando-a como simples e composta. Em seguida, vamos observar quantas substâncias diferentes existem em uma determinada mistura e assim saberemos se essa mistura é formada por uma única substância ou não. E por último, perceberemos se essa mistura possui uma única, ou diversas fases, classificando-a como homogênea ou heterogênea. Diálogo aberto Fonte: (a) http://s1.static.brasilescola.com/img/2013/01/gelo-flutua-na-agua(2).jpg e (b) http://gnt.estaticos.tv.br/migracao/ fckeditor/image/CP-350-truque-azeites.jpg. Acesso em: 30 set. 2015. Figura 1.1 | Misturas comuns no cotidiano: (a) água com gelo e (b) azeite de oliva e vinagre A B Estudo da matéria U1 10 Por sua vez, identificada e classificada a matéria poderemos escolher, em um futuro próximo, um processo para separá-las. Com isso entenderemos porque uma substância pode sofrer transformações e nos dar diversos produtos que facilitam a nossa vida diariamente. Sendo assim, a partir de agora é preciso definir a sequência de etapas contidas em um processo de reciclagem de papel, apresentá-la em um fluxograma e analisá-las identificando e classificando a matéria envolvida em cada etapa do processo. Bons estudos e vamos em frente! Química é a base da vida. De fato, enquanto você lê estas palavras, transformações químicas estão ocorrendo em seu corpo e à sua volta. Tudo o que você vê depende dela, porque a química trata das substâncias, ou seja, da matéria da qual as coisas são feitas. Quando você queima madeira, ela é convertida em cinzas, que é outra substância. Neste processo também são produzidos calor e luz. Coisas semelhantes acontecem dentro do seu corpo, quando você come alimentos e quimicamente os converte em outras substâncias e na energia que você necessita para viver que é liberada durante este processo. A química estuda a matéria. Matéria é a “essência” – esta não é uma definição muito sofisticada, mas um meio para introduzir a ideia de que a matéria tem existência física real. É dito com frequência que matéria é tudo que tem massa e ocupa espaço. A matéria existe em três formas ou estados: sólido, líquido e gasoso. Os sólidos ocupam porções definidas do espaço. Eles geralmente têm formas rígidas e resistem a variações. Os sólidos só podem ser comprimidos ligeiramente. Eles também expandem somente ligeiramente quando aquecidos. Exemplos de sólidos são: madeira, rocha, osso, ouro e sal de cozinha. Os líquidos também ocupam porções fixas no espaço, mas eles não têm formas Não pode faltar Reflita “A Ciência da natureza, da qual a Química é um capítulo, é a explicação dos fatos diários, ou momentâneos, que nos envolvem, obedecendo a regras que permitem ter confiança universal nas conclusões obtidas. Os passos formais para se chegar aos princípios são: observação, a hipótese, a experimentação, a generalização e por fim, a publicação, que conduz ao conhecimento e ao debate público” (LENZI et al., 2012, p. 3). Estudo da matéria U1 11 rígidas pois tomam a forma de seus recipientes, enchendo-os a partir do fundo. Os líquidos podem ser comprimidos apenas ligeiramente e, quando aquecidos, eles expandem um pouco mais do que os sólidos. Leite, água, sangue, álcool e mercúrio são exemplos de líquidos. Os gases não ocupam porções definidas do espaço e não tem formas definidas. Ao contrário, eles expandem sem limite para encher uniformemente o espaço disponível. Os gases podem ser comprimidos em espaços muito pequenos. Por exemplo: equipamento de mergulho, botijão de gás e extintor de incêndio. Outros exemplos são: vapor de água, oxigênio, neônio e hélio. A adição ou remoção de energia em forma de calor pode mudar a temperatura de uma substância ou mudá-la de um estado para o outro. A água, por exemplo, dependendo da temperatura, a água pode existir como um sólido, como água líquida ou como um gás. A matéria pode ser classificada primariamente por substâncias puras simples e substâncias puras compostas. Existem dois tipos de substâncias puras: os elementos e as substâncias compostas. Um elemento é uma substância simples, que não pode ser separada ou decomposta em outras substâncias por meios químicos. São exemplos de elementos: o cloro, o flúor, o oxigênio, o carbono e o mercúrio. São conhecidos, atualmente, 118 elementos, dos quais 90 ocorrem naturalmente na Terra. Toda matéria do mundo que nos rodeia contém elementos, que por vezes se encontram em um estado isolado, mas frequentemente são combinados com outros elementos. A maioria das substâncias são combinações de diversos elementos químicos. Por conveniência, os químicos usam símbolos de uma ou duas letras para representar os elementos. A primeira letra do símbolo é sempre maiúscula, mas as demais letras são minúsculas. Por exemplo, Co é o símbolo do elemento cobalto, enquanto CO é a formula da molécula do monóxido de carbono. Os símbolos de alguns elementos derivam dos seus nomes latinos – por exemplo, Au de aurum (ouro), Fe de ferrum (ferro) e Na de natrium (sódio) – ao passo que a maior parte deles vem de seus nomes ingleses. Fonte: http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2011/10/estados-materia.jpg. Acesso em: 30 set. 2015. Figura 1.2 | Os três estados da matéria Estudo da matéria U1 12 Cada elemento é constituído por um tipo particular de átomo: uma amostra pura do elemento de alumínio (Al) contém apenas átomos de alumínio; cobre elementar (Cu) contém apenas átomos de cobre, e assim por diante. Dessa forma, um elemento contém apenas um tipo de átomo; uma amostra de ferro contém muitos átomos, mas são todos átomos de ferro (Fe). Amostras de certas substâncias puras são formadas por moléculas; por exemplo, o gás hidrogênio contém moléculas H-H (geralmente escrito como H 2 ), e o gás cloro contém moléculas Cl-Cl (Cl 2 ). No entanto, substância pura simples contém apenas átomos desse elemento, e nunca os átomos de outro elemento. Os átomos de certos elementos têm afinidades especiais entre eles e se unem de maneiras especiais para formar compostos, ou seja, uma substância tem a mesma composição, não importa onde as encontraremos. Como os compostos são formados por elementos, podem ser decompostos em elementos por meio de mudanças químicas. Uma substância pura composta sempre contém átomos de diferentes elementos. Por exemplo, a água contém átomos de hidrogênio e oxigênio, sempre na proporção de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, portanto a água é composta por moléculas de H-O-H. Um composto diferente, dióxido de carbono, é constituído de moléculas de CO 2 e, assim, contém átomos de carbono e átomos de oxigênio (sempre na proporção de 1:2). Uma substânciapura composta, embora contenha mais que um tipo de átomo, sempre tem a mesma composição, isto é, a mesma combinação de átomos. As propriedades de uma substância pura composta normalmente são muito diferentes das propriedades dos elementos contidos nele. Por exemplo, as propriedades da água são bastante diferentes das do hidrogênio e oxigênio puros. Assim como os elementos são representados por símbolos, as substâncias puras compostas são representadas por fórmulas químicas. Sua fórmula é a combinação dos símbolos de seus elementos. Então, NaCl, H 2 O e CO 2 representam o cloreto de sódio, a água e o dióxido de carbono, respectivamente. Como mencionamos anteriormente, a segunda classificação de matérias são Pesquise mais A tabela completa de elementos químicos em ordem alfabética, incluindo os seus respectivos símbolos, número atômico e massa atômica, está disponível no site:<http://crq4.org.br/sms/files/file/Elementos%20em%20 ordem%20alfab%C3%A9tica14.pdf>. Acesso em: 25 set. 2015. Estudo da matéria U1 13 as misturas. A mistura pode ser definida como algo com composição variável. Por exemplo, a madeira é uma mistura (sua composição varia muito, dependendo da árvore que lhe dá origem); o vinho é uma mistura; o café é uma mistura (pode ser forte, fraco ou amargo); e, embora pareça muito pura, a água bombeada do fundo da terra é uma mistura (contém minerais e gases dissolvidos). A mistura consiste em duas ou mais substâncias que se encontram fisicamente misturadas. Aproximadamente toda a matéria que envolve o nosso cotidiano é constituída por uma mistura de substâncias. Algumas vezes, a mistura pode ser identificada visualmente. O granito, por exemplo, é uma rocha constituída por uma mistura de quartzo branco, mica preta e feldspato rosa e, algumas vezes, de outros minérios. Outras misturas requerem o uso de métodos analíticos para identificação de seus componentes. É importante destacar que a mistura pode ser preparada com várias composições. A composição de sal em água, citada como exemplo, depende da quantidade relativa de sal e de água usada na sua preparação. As propriedades de tal mistura serão diferentes daquelas dos componentes e dependem da sua composição. Por exemplo, se modificarmos a composição de uma mistura de sal em água pela adição de mais sal, o ponto de congelamento da mistura diminuirá. Outros exemplos de misturas são: o leite, a madeira, o concreto, o óleo de motor, o batom e o ar. As misturas podem ser classificadas em homogêneas ou heterogêneas. Quando uma colher de açúcar se dissolve em água obtemos uma mistura homogênea na qual a composição é a mesma em toda a sua extensão e observamos uma única fase. Se misturarmos areia com limalha de ferro, contudo, os grãos de areia e a limalha de ferro mantêm-se separados, formando duas ou mais fases. Este tipo de mistura é chamado de mistura heterogênea porque a sua composição não é uniforme. Qualquer mistura, homogênea ou heterogênea, pode ser criada e depois separada por meios físicos em suas substâncias puras sem alterar a identidade dos componentes. Assim, o açúcar pode ser recuperado de uma solução em água por evaporação da água até à secura. A condensação do vapor devolve-nos a componente água. Para separar a mistura ferro-areia, podemos usar um ímã para retirar a limalha de ferro da areia, pois a areia não é atraída pelo ímã. Depois da separação, os componentes da mistura terão a mesma composição e propriedades que tinham no início. Estudo da matéria U1 14 Fonte: Elaborada pelo autor. Figura 1.3 | Quadro Sinóptico Assimile Misturas Heterogêneas • 2 ou mais fases Misturas Homogêneas • 1 fase Compostas • 2 ou mais elementos que podem ser decompostos Simples • Não podem ser decompostos Misturas • Composição variável Substâncias Puras • Composição definida Matéria Exemplificando 1. Agora vamos classificar os itens a seguir como sendo substâncias puras simples ou substâncias puras compostas. a) Água pura: substância pura composta, possui 2 átomos de H e 1 de O. b) Calcário: substância pura composta, possui 1 átomo de carbono, 3 de oxigênio e 1 de cálcio. c) Ozônio: substância pura simples, possui 3 átomos de O. d) Álcool: substância pura composta, possui 2 átomos de carbono, 6 de hidrogênio e 1 de oxigênio. e) Soda cáustica: substância pura composta, possui 1 átomo de sódio, 1 de hidrogênio e 1 de oxigênio. f) Ferro: substância pura simples, possui somente Fe. g) Iodo: substância pura simples, possui 2 átomos de I. Estudo da matéria U1 15 2. Vamos classificar as misturas a seguir em misturas homogêneas ou heterogêneas. a) Água e areia: uma mistura heterogênea, pois a areia não é solúvel em água. b) Água e uma pequena quantidade de sal de cozinha: mistura homogênea, o sal é solúvel em água em pequenas quantidades. c) Ar e partículas sólidas: mistura homogênea, no ar que respiramos possui material particulado. d) Água e álcool: mistura homogênea, o álcool é solúvel em água. e) Água e óleo comestível: mistura heterogênea, óleo não é solúvel na água. Faça você mesmo 1. Agora faça você mesmo a identificação e a classificação das substâncias relacionadas abaixo como substâncias puras simples ou substâncias puras compostas: a) CH 4 b) H 2 O 2 c) P 4 d) He e) S 8 f) H 2 S g) MgCl 2 h) Ar i) CCl 4 j) Na 2 O k) Ne l) Cl 2 2. E agora faça você mesmo a classificação das misturas abaixo como homogêneas ou heterogêneas: Estudo da matéria U1 16 a) ar, gás carbônico e latão b) água (l) + gasolina (l) c) gás carbônico, latão e iodo d) álcool a 96 °GL e) água (l) + NaCl(s) f) ar atmosférico (isento de poeira) g) granito h) oxigênio parcialmente liquefeito i) O 2 (g) + CO 2 (g) j) água do mar k) água e azeite l) água e açúcar Vocabulário Átomo: é a partícula fundamental da matéria. Substância: é uma espécie qualquer de matéria formada por átomos de elementos específicos em determinadas proporções. Celulose: substância (polissacarídeo) existente na maioria dos vegetais. De característica fibrosa, localiza-se dentro das células das plantas. Sem medo de errar Agora, vamos dar início ao nosso processo de reciclagem de papel. Pense que você irá montar uma fábrica para a reciclagem de diversos tipos de material, mas irá começar com o papel. Primeiramente, teremos que identificar as etapas necessárias para que o papel usado se torne novamente útil para a sociedade e depois vamos classificar a matéria conforme as etapas relacionadas. A figura a seguir nos mostrará as etapas: Estudo da matéria U1 17 Agora, vamos conhecer as etapas e analisar as substâncias envolvidas: • Fardo: entrega das aparas (fardo) na fábrica recicladora de papel. Temos uma mistura heterogênea que possui todos os tipos de papel, de todas as cores, como também restos de plástico e metais. • Escolha secundária: irá separar o papel dos outros componentes contidos nas aparas, sobrando somente papel, portanto ainda temos que considerar que a mistura é heterogênea por conter papel de todas as cores. Vale lembrar que são substâncias químicas que dão coloração ao papel. • Macerador: é uma espécie de liquidificador que mistura o papel e as impurezas (como pedaços de papel não desejáveis, fitas adesivas, plástico, arames e outros metais) com água formando uma pasta de celulose, portanto mistura heterogênea de papel + impurezas com água. • Centrifugação: é usada para retirar as impurezas, portanto a mistura homogênea (papel + água). • Destintagem: consiste na remoção das partículas de tinta aderentes à superfície das fibras do papel. Essa remoção é feita com a adição de substâncias como NaCl e Cl 2 , portanto mistura homogênea, pois são solúveis em água. • Pasta de papel: mistura homogênea contendo água e papel. • Secagem: contém papel, uma mistura homogênea. • Produto: produto final pronto para o uso. Fardo Produtos Escolha secundária Secagem Macerador Pasta de papel Centrifugação Destintagem Fonte:Elaborada pelo autor. Figura 1.4 | Etapas Atenção! Identificar a matéria é a primeira etapa para a realização de um processo de transformação. Estudo da matéria U1 18 Lembre-se O papel é composto em sua maioria por uma mistura de lignina, celulose e hemiceluloses, portanto não é uma substância pura. Avançando na prática Pratique mais Instrução Desafiamos você a praticar o que aprendeu transferindo seus conhecimentos para novas situações que pode encontrar no ambiente de trabalho. Realize as atividades e depois compare-as com a de seus colegas. Processo de reciclagem do PET 1. Competência de fundamentos de área Conhecer os conceitos fundamentais em química geral para a formação científica e tecnológica. 2. Objetivos de aprendizagem Identificar e classificar a matéria. 3. Conteúdos relacionados • Classificação da matéria e, substâncias puras e misturas; • Classificação das substâncias puras simples em substâncias puras compostas; • Classificação das misturas em homogêneas e heterogêneas. 4. Descrição da SP Dentro do contexto da montagem da sua fábrica de reciclagem de materiais. Identifique as etapas do processo para a reciclagem do PET (Politereftalato de etileno) e classifique a matéria envolvida. 5. Resolução da SP O PET é uma substância composta formada por carbono, hidrogênio e oxigênio. As etapas são: Classificação: mistura heterogênea com garrafas de várias cores; Moagem: mistura heterogênea com garrafas de várias cores; Intrusão: funde a mistura tornando-a homogênea; Confecção de fios ou ripas: mistura homogênea. Lembre-se Acesse o link, estude sobre a reciclagem de metais, identifique as etapas utilizadas e faça a classificação da matéria: <http://itametais.com/ reciclagem.html>. Acesso em: 27 set. 2015. Estudo da matéria U1 19 Faça você mesmo Ciclo Infinito Classifique a matéria envolvida em cada etapa da reciclagem do vidro. Consumidores Trituração Embalagens Industria Vidreira Coleta, Limpeza e Seleção Figura 1.5 | Ciclo Infinito Faça valer a pena 1. Uma substância muito utilizada no nosso cotidiano é o cloreto de sódio, popularmente conhecido como sal de cozinha. Possui a fórmula química NaCl. O cloreto de sódio é um importante conservante de alimentos e um tempero popular. Neste contexto, afirma-se que: I - É um sólido cristalino e branco nas condições ambientes. II – Em água forma uma solução homogênea. III – É uma substância composta. IV – É formado na proporção de um átomo de cloro para cada átomo de sódio. a) Somente a afirmativa I está correta. b) Somente as afirmativas I, II e IV estão corretas. Fonte: O autor. Estudo da matéria U1 20 2. O monóxido de carbono, CO, e o dióxido de nitrogênio, NO 2 , são poluentes atmosféricos. Sobre as características desses compostos, afirma-se: I – São substâncias que estão em estado gasoso. II – Formam uma mistura heterogênea com o ar atmosférico. III – Podem ser decompostos. IV – São substâncias compostas. São corretas apenas as afirmações: a) I, II, III e IV estão corretas. b) I e IV estão corretas. c) I, III e IV estão corretas. d) II está correta. e) II e III estão corretas. 3. Sabemos que misturas homogêneas são aquelas em que não são possíveis as distinções de fases e as misturas heterogêneas são aquelas em que são possíveis as distinções de fases. Considere os seguintes sistemas em condições ambientes: I – ozônio e oxigênio. II – etanol e água. III – água e mercúrio. Assinale a alternativa correta. a) Todos os itens são misturas homogêneas. b) O item I é formado por substâncias simples e é homogêneo. c) O item II é formado por uma substância simples e substância composta e é heterogêneo. d) O item III é formado por substâncias compostas e homogêneo. e) O item III é uma solução formada por água e mercúrio. c) Somente as afirmativas III e IV estão corretas. d) As afirmativas I, II, III e IV estão corretas. e) Somente as afirmativas I, II e III. Estudo da matéria U1 21 Seção 1.2 Propriedades da matéria Na seção anterior, aprendemos a classificar e identificar a matéria visando entender a sequência de um processo para que a sua transformação ocorra e dê origem a um novo material que será útil para o nosso dia a dia. O estudo das propriedades da matéria ajuda a compreender as transformações que ocorrem nos processos, com o objetivo de adequá-los para certos fins e a produzir novos materiais, possibilitando uma melhor qualidade de vida e a sustentabilidade do planeta. Para dar início ao nosso estudo, vamos entender primeiramente qual a diferença entre as propriedades físicas e químicas, para, posteriormente, classificá-las em extensivas e intensivas dependendo da sua relação com a massa de uma amostra. E por último, vamos conhecer as propriedades que estão atreladas à mudança de estado da matéria. Neste contexto, voltaremos a analisar o processo de reciclagem de papel. Você sabia que para o papel reciclado ser vendido ele precisa estar em conformidade com as propriedades físicas, que são específicas para a produção do papel? Você já ouviu falar em alvura do papel? Em gramatura? Em espessura? Já se deu conta de que para iniciar o processo de secagem, visto na seção anterior, a mistura homogênea tem que estar em uma determinada densidade e umidade, para que o papel seja produzido na qualidade especificada? A partir de agora você verá o quanto as propriedades da matéria são importantes para que os produtos que tanto usamos no nosso cotidiano sejam produzidos de forma adequada. Vamos calcular as densidades das principais etapas do processo e aprender quais são as propriedades físicas específicas do papel para que ele seja classificado como um produto final de consumo. Bons estudos e vamos começar! Diálogo aberto Estudo da matéria U1 22 Quando conceituamos matéria, logo temos que pensar nas suas propriedades. Desse modo, tudo que tem massa e ocupa espaço é matéria e, diante do exposto, surge uma questão a respeito do termo “propriedade”. Você reconhece seus amigos pela aparência física: altura, peso, cor dos olhos, cor dos cabelos. O mesmo se aplica às propriedades físicas e químicas. Pode-se notar que cubos de ferro, alumínio e magnésio podem possuir a mesma massa, peso, cor, porém não o mesmo tamanho. A propriedade física de uma substância pode ser medida e observada sem alterar a sua composição ou a sua identidade. A massa e a temperatura são propriedades físicas, como também, o ponto de fusão (a temperatura na qual um sólido passa o estado líquido), a dureza, a cor, o estado da matéria (sólido, líquido ou gás), a densidade, dentre outras. Uma propriedade química refere-se à capacidade de uma substância de transformar-se em outra substância, no caso de uma propriedade química a sua observação sempre envolve uma alteração química, ou seja, reação química sofrida pela substância. As propriedades também são classificadas segundo sua dependência em relação à massa da amostra. Uma propriedade intensiva independe da massa da amostra, como por exemplo a temperatura, porque poderíamos tomar uma amostra de qualquer tamanho de um banho uniforme de água e mediríamos a mesma temperatura. Uma propriedade extensiva é uma propriedade que depende da massa da amostra. O volume é uma propriedade extensiva: 2 kg de água ocupam um volume duas vezes maior do que 1 kg de água. Não pode faltar Pesquise mais Todas as substâncias puras apresentam individualmente diversas propriedades específicas. Quando tais características podem ser percebidas pelos sentidos humanos recebem o nome de propriedades organolépticas. Conheça melhor essas propriedades em: <http://www.infoescola.com/ sentidos/propriedades-organolepticas/>. Acesso: 9 dez. 2015. Assimile As propriedades físicas são aquelas que não mudam a identidade de uma substância. As propriedades químicas são aquelas que mudam a identidade de uma substância. As propriedades extensivas dependem da massa da amostra, ao contrário das propriedadesintensivas. Estudo da matéria U1 23 Diante deste contexto, vamos agora detalhar as propriedades físicas extensivas e intensivas mais importantes e utilizadas, dando início pelas medidas de massa e volume. Para a grandeza massa, o Sistema Internacional (SI) de normas estabelece o quilograma (kg) como unidade base, isto é, trata-se de uma unidade que não deriva de qualquer outra. O quilograma é a única unidade base que incorpora um prefixo (quilo), uma vez que a unidade de referência para a massa é o grama. Como o grama é a unidade de referência, todos os seus múltiplos e submúltiplos devem ser estabelecidos em relação a ela. O volume não tem uma definição como a massa, porém podemos medi-lo. Nos laboratórios de química são utilizadas vidrarias especiais para a realização dessas medidas. Podemos dizer que o volume é o espaço que uma determinada quantidade de matéria ocupa. Pelo Sistema Internacional, o volume é medido em metros cúbicos (m3). No entanto, essa unidade mede grandes quantidades, e na maioria das vezes utilizamos porções menores, como centímetros cúbicos (cm3), decímetros cúbicos (dm3), litro (L) e mililitro (ml). Os equipamentos utilizados para a medição da massa e volume em laboratório serão abordados na seção 1.4. A densidade (ρ), razão entre a massa (m) de um objeto e seu volume (V), é uma propriedade física útil para identificar as substâncias. ρ= m/V (1) Por exemplo, um quilograma de ferro ocupa um espaço muito pequeno, e é um pouco menor do que o seu punho. Porém, um quilograma de madeira é do tamanho aproximado de um melão. A massa do ferro é mais concentrada, ou mais compacta, do que a massa da madeira. Em outras palavras, uma certa massa de ferro ocupa menor volume do que a mesma massa de madeira. Fonte: Disponivel em: <http://www.xn--experimentosparanios-l7b.org/wp-content/uploads/2013/12/Amazing-9-Layer- Density-Tower.jpg>. Acesso em: 9 dez. 2015. Figura 1.6 | Exemplos de materiais com densidades diferentes Estudo da matéria U1 24 A densidade relativa diz quantas vezes uma substância é mais densa que a água. Se por exemplo, a densidade relativa de uma substância for 2,00 significa que sua densidade é duas vezes a da água; caso a densidade relativa seja 0,50 então ela terá a metade da densidade da água. Isto significa que, se conhecermos a densidade da água em um sistema de unidades, podemos multiplicá-la pela densidade relativa de uma substância, obtendo assim a densidade absoluta desta mesma substância no mesmo sistema de unidades. A densidade relativa é dada pela razão entre a densidade de uma substância e a densidade da água como é mostrado na equação 2. d=ρ substância /(ρ água ) (2) Algumas propriedades físicas estão atreladas às mudanças de estado físico da matéria. Dependendo da temperatura e da pressão, a matéria pode estar em um estado sólido, líquido ou gasoso, como vimos na seção 1.1. Alterando a temperatura e/ou a pressão, é possível passar a matéria de um estado para outro. Usando a água como exemplo, temos que quando ela está sob pressão constante de 1 atm, a água está no estado sólido abaixo de 0 °C; no estado líquido nas temperaturas entre 0 °C a 100 °C; no estado gasoso acima de 100 °C. Portanto, aquecendo ou resfriando a água, é possível fazer com que ela permaneça no estado sólido, líquido ou gasoso. Essas mudanças de estado recebem nomes característicos, como mostrado na figura 1.7. Reflita As densidades dos metais estão entre as propriedades físicas importantes a serem levadas em conta quando projetamos partes de aeronaves e espaçonaves, tais como o ônibus espacial. São muito utilizados, neste caso, os metais alumínio e titânio, por causa da grande resistência aliada a baixa densidade. O titânio é particularmente útil porque é tão resistente quanto o aço, mas cerca de 40% mais leve (para o mesmo volume de metal). O titânio é particularmente útil porque é tão resistente quando o aço, mas cerca de 40% menos denso. Além disso, embora o titânio seja 60% mais denso que o alumínio, ele é duas vezes mais resistente, e seu ponto de fusão é cerca de 1000 °C mais alto que o do AI (BRADY et al. 2003). Fonte: <http://www.sobiologia.com.br/figuras/Agua/mudancadeestado.gif>. Acesso: 9 dez. 2015. Figura 1.7 | Estados da matéria e suas mudanças de fase Estudo da matéria U1 25 Veremos agora a definição de cada passagem que se dá sem modificar a pressão, ou seja, as mudanças de estado ocasionadas pela mudança de temperatura. • Fusão: mudança do estado sólido para o estado líquido. • Vaporização: mudança do estado líquido para o estado gasoso. Essa passagem pode ocorrer de três formas: a) quando o líquido passa para o estado gasoso abaixo da temperatura de ebulição, trata-se da evaporação; b) quando o líquido passa para o estado gasoso na temperatura de ebulição, trata-se de ebulição; c) quando o líquido passa para o estado gasoso acima da temperatura de ebulição, trata-se de calefação. • Liquefação ou condensação: mudança do estado gasoso para o estado líquido. • Solidificação: mudança do estado líquido para o estado sólido. • Sublimação: mudança do estado sólido para o estado gasoso. O processo inverso também é chamado de sublimação ou, às vezes, de ressublimação. A uma pressão constante, a temperatura na qual uma substância pura passa do estado sólido para o estado líquido é chamada de temperatura de fusão ou ponto de fusão. Do mesmo modo, a temperatura na qual uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso é chamada de temperatura de ebulição ou ponto de ebulição. Temperatura de fusão é a temperatura na qual uma substância sólida cristalina pura muda do estado sólido para o estado líquido. Essa temperatura é, por definição, a temperatura de fusão da substância e, não havendo variação de pressão, ela permanece constante enquanto a amostra se funde. Quando é fornecido calor a uma substância sólida amorfa pura, sua massa amolece progressivamente, mudando do estado sólido para o estado líquido com variação de temperatura, que não é muito bem caracterizada por ser variável ao longo do processo. Como exemplo, temos a manteiga, a cera, as parafinas e demais sólidos amorfos. Vale ressaltar que os sólidos podem ser amorfos ou cristalinos. Temperatura de ebulição é a temperatura na qual uma substância pura no estado líquido passa para o estado gasoso. A ebulição envolve toda a massa do líquido e ocorre em regime turbulento devido à formação de bolhas. Ao contrário, a evaporação, que também é um processo de passagem do estado líquido para o estado vapor, ocorre somente na superfície da fase líquida, e isso pode acontecer mesmo em temperatura ambiente. Tal como a temperatura de fusão, a temperatura de ebulição também permanece constante se a pressão não sofrer variação durante o processo. Sabendo o ponto de ebulição e o ponto de fusão de uma substância, numa dada pressão, sabemos o estado físico dela em uma dada temperatura. Estudo da matéria U1 26 Pesquise mais Existem propriedades físicas específicas para os metais. Pesquise mais em: <http://www.mundoeducacao.com/quimica/ligacoes-metalicas-as- propriedades-dos-metais.htm>. Acesso: 6 out. 2015. Exemplificando 1. Analise as alternativas abaixo, considerando as propriedades extensivas e intensivas da matéria. 1) A glicose é um sólido branco. 2) O etanol entra em ebulição a 78,5 °C. 3) O éter etílico inflama se for tocado por um fósforo aceso. 4) O sódio metálico é um sólido mole e de baixo ponto de fusão. 5) O metabolismo do açúcar no corpo humano leva à produção de dióxido de carbono e água. Após analisar, escolha a alternativa que se referem às propriedades físicas das substâncias. a) 1, 2 e 3 são propriedades físicas. b) 3, 4 e 5 são propriedadesfísicas. c) 1, 2 e 4 são propriedades físicas. d) 2, 3 e 5 são propriedades físicas. A alternativa correta é a letra C. A afirmativa 1 é uma propriedade física, a 2 é uma propriedade física, a 3 propriedade química, a 4 propriedades físicas e a 5 propriedade química. 2. Observe os seguintes fenômenos: I - Uma pedra de naftalina dentro do armário. II - Uma vasilha com água no freezer. III - Uma panela com água no fogão. Estudo da matéria U1 27 IV - O derretimento de um cubo de chumbo quando aquecido. As afirmativas acima se relacionam a alternativa: a) I. Sublimação, II. Solidificação, III. Evaporação, IV. Fusão. b) I. Sublimação, II. Solidificação, III. Fusão, IV. Evaporação. c) I. Fusão, II. Sublimação, III. Evaporação, IV. Solidificação. d) I. Evaporação, II. Solidificação, III. Fusão, IV. Sublimação. e) I. Evaporação, II. Sublimação, III. Fusão, IV. Solidificação. A alternativa correta é a letra a. I – Uma pedra de naftalina no armário – mudança do estado sólido para o gasoso – sublimação; II – Uma vasilha de água no freezer – mudança do estado líquido para o sólido – solidificação; III - Uma panela de água no fogão – mudança do estado líquido para o de vapor – evaporação; IV – O derretimento de um cubo de chumbo quando aquecido – mudança do estado sólido para o líquido – fusão. Faça você mesmo Foram realizados diversos testes em uma substância pura e a partir desses testes algumas propriedades determinadas. Todas as alternativas apresentam propriedades físicas que são úteis para identificar essa substância, com a exceção da: a) densidade. b) massa. c) solubilidade. d) TE. e) TF. Vocabulário Sistema Internacional (SI): é um conjunto padronizado de definições de unidades de medida, utilizado hoje em quase todo o mundo moderno e em várias áreas. Prefixo: são usados para reduzir o número de zeros mostrado em quantidades numéricas antes ou depois do ponto decimal. Amorfa: é a designação dada à estrutura que não tem ordenação espacial Estudo da matéria U1 28 a longa distância (em termos atômicos), como os sólidos regulares. Cristalina: é uma estrutura ordenada como consequência de arranjos regulares de átomos que estão dispostos em posições fixas no espaço. As etapas principais do processo de reciclagem de papel são, em primeiro lugar, o macerador, seguida pela destintagem e a formação da pasta de papel. Para calcularmos a densidade nessas etapas precisaremos saber, inicialmente, qual o volume do equipamento, então vamos adotar que os três equipamentos possuem uma capacidade de 10 m3. Como visto na seção anterior, no macerador forma-se uma mistura homogênea que contém papel, impurezas e água. Nesta etapa a densidade da mistura deve obedecer um padrão de 1050 kg/m3, medir a densidade irá indicar se os componentes estão dosados de forma correta, por exemplo, se o valor da densidade for menor indicará que a mistura está com muita água e se for maior indicará que está com muito papel. O excesso de ambos os componentes interferirá nas etapas seguintes e consequentemente na qualidade do papel produzido. Utilizando a equação 1, poderemos calcular a massa contida dentro do macerador: ρ= m V →m=ρ.V=1050 .10m3=10500 kg. Sem medo de errar Analogamente, temos que as densidades nas etapas de destintagem e pasta de papel são 1012 kg/m3 e 1045 kg/m3, respectivamente. Portanto, a massa contida nas etapas de destintagem e pasta de papel são de 10120 kg e 10450 kg, respectivamente. A pasta de papel é a última fase antes da secagem, quando a pasta chegar à caixa de entrada da máquina de papel seu conteúdo de água excede 97%. Após a secagem, outras propriedades físicas que são específicas para a produção de papel devem ser analisadas pelo controle de qualidade da empresa. São elas: Alvura: é a porcentagem de luz de determinado comprimento de onda refletido da superfície do produto. A alvura do papel sulfite reciclado é de aproximadamente 90%. Gramatura: a gramatura é a massa do papel expressa em gramas por metro quadrado (g/m2). A gramatura do papel sulfite reciclado é de aproximadamente 75 g/ m2. Espessura: corresponde a distância entre as duas faces do papel. A espessura do papel sulfite reciclado é de aproximadamente 0,05 mm. Estudo da matéria U1 29 Densidade aparente: é considerada uma das mais importantes propriedades do papel, influenciando as propriedades físicas e ópticas, exceto a gramatura, pois inclui os espaços do papel preenchidos por ar. Pode ser calculada pela razão da gramatura pela espessura, ou seja, ρ a =Gramatura/Espessura. A densidade aparente do papel sulfite reciclado é de aproximadamente 1500 kg/m3. Atenção! Cada material possui suas propriedades físicas específicas. Lembre-se Existem diversos tipos de papel e cada um possui seus valores de referência para as propriedades apresentadas. Avançando na prática Pratique mais Instrução Desafiamos você a praticar o que aprendeu transferindo seus conhecimentos para novas situações que pode encontrar no ambiente de trabalho. Realize as atividades e depois compare-as com a de seus colegas. “Propriedades físicas para o controle de qualidade do PET reciclado” 1. Competência de fundamentos de área Conhecer os conceitos fundamentais em química geral para a formação científica e tecnológica. 2. Objetivos de aprendizagem Conhecer as propriedades físicas específicas de uma determinada matéria 3. Conteúdos relacionados Propriedades físicas da matéria. 4. Descrição da SP Dentro do contexto da montagem da sua fábrica de reciclagem de matérias, descubra quais as propriedades físicas específicas que precisam ser analisadas para que o material plástico de PET (Politereftalato de etileno) reciclado seja aprovado pelo controle de qualidade e descreva-as. 5. Resolução da SP As propriedades físicas que devem ser analisadas pelo controle de qualidade para que o PET reciclado seja aprovado para a venda são: • Rigidez: capacidade de resistir a essa deformação. • Brilho: corresponde à quantidade de fluxo luminoso emitido. • Estabilidade térmica: o PET deve ser estável termicamente quando aquecido a temperaturas abaixo de 230 °C por um tempo de 50 minutos. • Estabilidade à luz: para reduzir as reações de foto-oxidação que são a principal causa da deterioração oxidativa devido ao efeito da luz, encurtando a vida de prateleira do produto. Estudo da matéria U1 30 • Odor: Inodoro. • Densidade: > 1 g/cm³. • Ponto de fusão: 22 °C - 260 °C. • Porosidade: porosidade é a relação entre o volume de espaços ocos de uma rocha e o seu volume total. O espaço entre as macromoléculas do polímero é relativamente grande. Isso confere baixa densidade ao polímero, o que é uma vantagem em certos aspectos. Essa permeabilidade, contudo, pode ser muito interessante, como no caso de membranas poliméricas para remoção de sal da água do mar. • Reciclabilidade: o PET é 100% reciclável, diferente de alguns polímeros que não podem ser reciclados de forma direta: não há como refundi-los ou depolimerizá-los. Lembre-se Acesse o link e lembre-se que a reciclagem dos plásticos é viável economicamente além de preservar o meio ambiente: <http://www. ecycle.com.br/component/content/article/35/711-plasticos-como-se-da- a-reciclagem-e-no-que-se-transformam.html>. Acesso em: 8 out. 2015. Faça você mesmo Descreva as propriedades físicas que são específicas para a análise do controle de qualidade do vidro reciclado e defina-as. Faça valer a pena 1. As afirmativas relacionadas abaixo descrevem fenômenos relacionados ao contexto de propriedades da matéria. I. O ferro (Fe) transforma-se em ferrugem (Fe 2 O 3 .3H 2 O) na presença de ar e umidade. II. O ferro é cinza quando sólido em temperatura ambiente. III. O papel produz cinzas ao pegar fogo. IV. O alumínio apresenta densidade de 2,7 g/cm3. V. O álcool entra em ebulição a 78 °C, sob pressão de 1 atm. VI. A queima do etanol libera gases e energia. Assinale a alternativa que englobe os fenômenos relacionadosàs propriedades físicas. Estudo da matéria U1 31 3. Para se caracterizar uma determinada substância pode-se utilizar as seguintes propriedades da matéria: ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade e solubilidade. Análises foram realizadas e com elas foram obtidos os valores da tabela abaixo relativos às propriedades de amostras de alguns materiais. 2. Relacione as propriedades físicas contidas na coluna B que justificam o uso dos seguintes materiais contidos na coluna A: Coluna A: I. Vidro na fabricação de para-brisas. II. Cobre na fabricação de fios elétricos. III. Aço inoxidável na fabricação de talheres. IV. Borrachas na fabricação de pneus. A alternativa que relaciona a coluna A com a B corretamente é: a) I-a, II-b, III-c e IV-d b) I-d, II-a, III-c e IV-b c) I-b, II-d, III-a e IV-c d) I-d, II-c, III-b e IV-a e) I-d, II-b, III-c e IV-a Coluna B: a) Não enferruja. b) Sólido e impermeável. c) Maleável, macia e durável. d) Bom condutor de corrente elétrica. a) As afirmativas II, IV e V estão corretas. b) As afirmativas I, II, III, IV, V e VI estão corretas. c) As afirmativas I, III e VI estão corretas. d) As afirmativas III, IV e VI estão corretas. e) As afirmativas II, III e IV estão corretas. Materiais Massa (g) a 20 °C Volume (cm3) Temperatura de Fusão (°C) Temperatura de Ebulição (°C) A 115 100 80 218 B 174 100 650 1120 C 74 100 -40 115 D 100 100 0 100 Estudo da matéria U1 32 Considerando os dados da tabela, analise as seguintes afirmações: I. À temperatura de 25 °C, os materiais C e D estão no estado líquido. II. Massa e volume são propriedades específicas de cada material. III. Se o material B for insolúvel em D, quando for adicionado a um recipiente que contenha o material D ele deverá afundar. IV. Se o material A for insolúvel em D, quando for adicionado a um recipiente que contenha o material D ele deverá flutuar. V. À temperatura de 20 °C, a densidade do material C é igual a 0,74 g/ml. Das afirmações acima, são corretas, apenas: a) I, III e V b) II, III e IV c) III, IV e V d) I e V e) I, III e IV Estudo da matéria U1 33 Seção 1.3 Processos de separação de misturas Agora que você já aprendeu a classificação e as propriedades da matéria, vamos conhecer os processos físicos mais importantes para a realização da separação das substâncias puras ou compostas presentes em uma mistura. Vale lembrar que as misturas podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas e neste contexto é importante saber que existem processos de separação que podem ser aplicados à cada uma delas. E como vamos escolher um processo de separação dentre tantos existentes? Para isso, teremos que, primeiramente, classificar a mistura em homogênea e heterogênea, em segundo lugar avaliar as suas propriedades e depois classificar o sistema. Teremos 5 (cinco) classificações, sendo elas: sólido-sólido; sólido-líquido; líquido-líquido; líquido- gasoso e gasoso-gasoso. Após essa sequência de observações poderemos, enfim, escolher o processo adequado para realizar a nossa separação. Assim sendo, vamos voltar para a nossa reciclagem de papel. Depois de classificar a matéria e conhecer as propriedades físicas de todo esse processo, vamos agora identificar quais são os processos físicos aplicados em cada etapa da produção do papel reciclado. Você já imaginou quantos processos diferentes são empregados para que ao final da produção tenhamos o papel reciclado? Então a partir de agora vamos classificar os sistemas e conhecer os principais processos físicos de separação da matéria. Assim, vamos voltar à nossa reciclagem de papel e entender quais são os processos físicos empregados na produção do papel. Ao final desta seção seremos capazes de analisar melhor como são produzidos itens básicos do nosso dia a dia. Vamos em frente e sem medo de errar! Diálogo aberto Estudo da matéria U1 34 Nas seções anteriores aprendemos os conceitos sobre a classificação da matéria e de suas propriedades, dentre esses conceitos vimos que as misturas podem ser classificadas em homogêneas ou heterogêneas e podem ser criadas e depois separadas, por meios físicos, em suas substâncias puras sem alterar as suas propriedades. Veremos agora quais são esses processos físicos, como funcionam e em quais situações podem ser utilizados na separação de misturas, sejam homogêneas ou heterogêneas. Misturas homogêneas e heterogêneas possuem métodos de separação distintos, conforme a sua complexidade, sendo que para cada uma delas existem diversos métodos diferentes. Dividiremos a nossa discussão em cinco sistemas diferentes, sendo eles: sólido-sólido; sólido-líquido; líquido-líquido; líquido-gasoso e gasoso-gasoso. Um sistema sólido-sólido é uma mistura heterogênea composta por dois ou mais sólidos que podem apresentar diferentes tamanhos e propriedades físicas. Para separar esse sistema temos que utilizar processos, tais como: • Catação: é uma seleção realizada manualmente um a um. Exemplo: limpeza do feijão antes do cozimento. • Ventilação: é a separação de dois sólidos que possuem densidades diferentes, por meio de uma corrente de ar. Exemplo: beneficiamento do arroz. • Levigação: possui a mesma aplicação da ventilação, porém a separação é realizada por meio de uma corrente de água. Exemplo: garimpo. • Flotação: possui a mesma aplicação da ventilação, contudo a separação é realizada adicionando-se um líquido de densidade intermediária aos dois sólidos em questão. Após a adição do líquido, o sólido de menor densidade irá flutuar na superfície e o de maior densidade afundará. Vale ressaltar que os sólidos não podem se dissolver no líquido. Exemplo: tratamento de água. Não pode faltar Reflita “A Química é a parte da Ciência que estuda as propriedades das substâncias. Mas, para que estas propriedades sejam características de cada substância, ela deve estar no seu estado de pureza. Isto é, só ela. Portanto, ela deve ser separada da mistura. O primeiro passo a ser dado no caminho da separação das substâncias puras, ou simplesmente substâncias, é separar as fases da mistura” (LENZI et al., 2012, p. 137). Estudo da matéria U1 35 • Peneiração ou tamisação: é a separação de sólidos com o uso de peneiras de acordo com os seus tamanhos de grãos. Exemplo: separação de areias. • Separação magnética: utiliza-se quando um dos sólidos envolvidos possui magnetismo, ou seja, é atraído por um imã. Exemplo: separação de minério de ferro da areia. • Dissolução fracionada: é a separação em que um dos sólidos envolvidos se dissolve em um líquido que é adicionado ao sistema. Exemplo: separação de sal e areia. • Fusão fracionada: é empregada na separação de sólidos que possuam pontos de fusão distantes. Exemplo: separação do ferro e do chumbo. O ferro funde a 1.536 °C e o chumbo funde a 327 °C. Ao aquecer a mistura o chumbo fundirá primeiro que o ferro, podendo ser separado. • Cristalização fracionada: utiliza-se esse processo quando temos uma mistura de dois ou mais sólidos que são solúveis em um mesmo solvente. Aquecendo-se a mistura o solvente irá evaporar e um dos sólidos cristalizará antes dos demais. Exemplo: sal de cozinha extraído da água do mar. • Sublimação: separação de dois ou mais sólidos utilizando o processo de sublimação. Exemplo: purificação do iodo e naftalina. Um sistema sólido-líquido pode ser classificado como uma mistura homogênea ou heterogênea. Existem processos que são empregados para a separação de ambos os tipos de misturas, como veremos a seguir: • Decantação de misturas sólido-líquido: resume-se a sedimentação dos sólidos em suspensão presentes no sistema tendo como princípio a ação da gravidade. Exemplo: separação de areia e água. • Centrifugação: é uma decantação acelerada em um equipamento chamado centrífuga tendo como princípio à ação da força centrífuga. Exemplo: máquina de lavar roupa. Fonte: http://www.estudopratico.com.br/wp-content/uploads/2013/04/separacao-de-misturas-homogeneas-cristalizacao-evaporacao.jpg. Acesso em: 18 out. 2015. Figura 1.8 | Cristalização Fracionada realizada em laboratório Estudo da matéria U1 36 • Filtração: é o processo mais utilizado para este sistema e consiste na separação de um sólido de um líquido através de um meio filtrante. Exemplo: preparação de café. • Evaporação: o sistema é aquecido até a temperatura de ebulição do líquido, isto é, até o líquido evaporar totalmente restando apenas o sólido. Exemplo: separação de água e sal. • Destilação simples: um recipiente contendo uma solução é aquecido até a completa evaporação do líquido, sobrando o sólido. Os vapores do líquido são resfriados e então se liquefazem e, posteriormente, são recolhidos em outro recipiente. Exemplo: separação de água e sal. Para a separação de sistemas líquido-gasoso também se aplicam os métodos de decantação e filtração, como descritos anteriormente, tendo como exemplo vapor d’água e ar, e aspirador de pó, respectivamente. Os sistemas líquido-líquido podem ser classificados como misturas homogêneas e heterogêneas, dependendo das substâncias envolvidas e podem ser utilizados os seguintes métodos de separação: • Decantação da mistura de líquido-liquido: a decantação aplicada ao sistema líquido-líquido é um método de separação indicado para misturas heterogêneas. As substâncias envolvidas se separam pela diferença de densidade. Exemplo: água e óleo. Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABBJ4AA/destilacao-simples. Acesso em: 18 out. 2015. Figura 1.9 | Montagem de laboratório para destilação simples Assimile Para assimilar melhor os processos de separação, acesse o link e veja como é feito o tratamento da água. Você verá diversos processos de separação em um único exemplo: <http://www.uenf.br/uenf/centros/ cct/qambiental/ag_tratagua.html>. Acesso: 30 out. 2015. Estudo da matéria U1 37 • Destilação fracionada: a destilação fracionada é indicada para uma mistura de líquidos homogênea, na qual utiliza-se o mesmo aparato da destilação simples incluindo uma coluna de fracionamento. A coluna de fracionamento é um equipamento utilizado para realizar a separação de uma mistura que contenha diversas substâncias diferentes em sua composição, a partir do princípio de ponto de ebulição. Exemplo: petróleo. Fonte: http://www.alunosonline.com.br/upload/conteudo/images/destilacao-fracionada(1).jpg. Acesso em: 18 out. 2015. Figura 1.10 | Montagem de laboratório para destilação fracionada Pesquise mais Pesquise mais sobre a destilação fracionada do petróleo e veja como é a fabricação de vários itens que você usa no seu dia a dia. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/quimica/refinamento- petroleo.htm>. Acesso em: 19 out. 2015. Os sistemas líquido-gasoso são classificados tanto como misturas homogêneas quanto como misturas heterogêneas, por exemplo, a água que sai da torneira é uma mistura homogênea, pois é composta de água e gases dissolvidos como o oxigênio em sua maioria, ao passo que, a água gaseificada é uma mistura heterogênea composta por água e CO 2 . Ambas as misturas podem ser separadas através do aquecimento. No processo de, a solubilidade de um gás no líquido diminui à medida que a temperatura aumenta. Quando aquecemos uma mistura de gases e líquidos, os gases serão expulsos ou eliminados. Sistemas gasoso-gasoso são considerados homogêneos e sua separação é realizada por meio da liquefação fracionada. Nesse processo resfria-se a mistura gasosa até que se atinja o ponto de liquefação mais alto. Um dos gases presentes no sistema passará para o estado líquido e será separado dos demais. Estudo da matéria U1 38 Exemplificando São dadas três misturas heterogêneas de sólidos: I – Arroz e casca II – Serragem e limalha de ferro III – Areia e cascalho Os processos mais convenientes para separá-las são respectivamente: I Levigação Destilação Simples Peneiração Ventilação Peneiração a) b) c) d) e) II Imantação Flotação Flotação Separação Magnética Ventilação III Ventilação Peneiração Peneiração Peneiração Centrifugação Resposta correta é a letra d. A mistura I possui dois componentes que apresentam densidades diferentes, portanto a Ventilação se torna mais adequada. A mistura II possui limalha de ferro que é um material ferromagnético, portanto seus dipolos magnéticos se alinham na presença de um ímã, assim a separação magnética é indicada. A mistura III é composta de 2 componentes com tamanho de partícula muito diferentes, portanto através do peneiramento teremos a separação. Faça você mesmo Considere os seguintes processos para separar misturas homogêneas e heterogêneas: I – Levigação. II – Filtração. III – Destilação Simples. IV – Decantação. Dentre eles, assinale qual ou quais os processos geralmente usados na separação de um sistema heterogêneo sólido-líquido: a) Apenas III. Estudo da matéria U1 39 b) Apenas I e III. c) Apenas II e IV. d) Apenas II e III. e) Apenas I. Vocabulário Imantação: sinônimo de separação magnética. Está relacionada à palavra imã. No processo de reciclagem de papel temos três etapas nas quais processos físicos de separação são empregados. Primeiramente, vamos identificar essas etapas lembrando que estamos pensando em separação, sendo assim, os processos nos quais ocorrem separação são: escolha secundária, centrifugação e secagem. Então vamos agora classificar o sistema e definir qual processo de separação é utilizado em cada uma dessas etapas: • Escolha secundária: nesta etapa temos uma mistura heterogênea composta somente por sólidos (papel, plásticos e metais), portanto temos um sistema sólido- sólido. Para realizar esta separação é usado o processo de catação. • Centrifugação: temos aqui uma mistura heterogênea composta por papel, água e impurezas, portanto, um sistema sólido-líquido. O objetivo desta etapa é retirar as impurezas, portanto, como as impurezas possuem uma densidade diferente podemos utilizar a centrifugação. A decantação também seria apropriada, porém, esta etapa do processo exige agilidade. • Secagem: temos uma mistura sólido-líquido, cujo objetivo é retirar a água, então o processo a ser aplicado é o de evaporação. A mistura é aquecida com vapor de água que eleva a temperatura da água contida na mistura até a sua evaporação. A evaporação é realizada em rolos onde o papel passa por fora do rolo e o vapor de água por dentro, realizando o aquecimento. Sem medo de errar Estudo da matéria U1 40 Fonte: <http://recipac.pt/files/8213/6267/7159/img1.jpg>. Acesso: 19 out. 2015. Figura 1.11 | Processo de secagem do papel Atenção! Classifique o sistema antes de definir o processo de separação. Lembre-se Processos físicos de separação são um conjunto de procedimentos que permitem separar misturas (homogêneas ou heterogêneas) em outras misturas menos complexas ou em substâncias (puras). Avançando na prática Pratique mais Instrução Desafiamos você a praticar o que aprendeu transferindo seus conhecimentos para novas situações que pode encontrar no ambiente de trabalho. Realize as atividades e depois compare-as com a de seus colegas. “Identificando os processos físicos de separação na reciclagem do PET” 1. Competência de fundamentos de área Conhecer os conceitos fundamentais em química geral para a formação científica e tecnológica 2. Objetivos de aprendizagem Classificar o sistema e escolher um processo físico de separação adequado. 3. Conteúdos relacionados • Classificar o sistema em: sólido-sólido; sólido-líquido; líquido-líquido; líquido-gasoso e gasoso-gasoso. • Escolher um processo físico aplicado ao sistema. Estudo da matéria U1 41 4. Descrição da SP Dentro do contexto da montagem da sua fábrica de reciclagem de materiais, é possível classificar os sistemas envolvidos? Quais os processos físicos mais adequados para as separações em questão? 5. Resolução da SP Na reciclagem do PET as etapas que possuem processos físicos de separação são: Classificação: mistura heterogêneacomposta por sólidos. Portanto, sistema sólido-sólido. O processo adequado é a catação, pois os componentes da mistura possuem tamanhos semelhantes e mesma densidade. Intrusão: mistura homogênea composta por sólidos que irão se fundir, portanto, sistema sólido-sólido. O processo adequado é a fusão fracionada, pois caso haja algum sólido incompatível à mistura o mesmo poderá ser retirado. Lembre-se Acesse o link e leia mais sobre os processos físicos empregados na reciclagem dos plásticos, <https://repositorio.ufsc.br/ handle/123456789/105158>. Acesso em: 19 out. 2015. Faça você mesmo Classifique os sistemas e identifique quais processos de separação física estão envolvidos no processo de reciclagem do vidro reciclado. Faça valer a pena 1. Atividades simples do nosso dia a dia também são processos físicos de separação. Associe as atividades listadas na coluna 1 com os processos físicos apresentados na coluna 2. Coluna 1: • Colocar naftalina no guarda-roupa. • Retirar impurezas da farinha de trigo. • Escolher feijão. • Preparar um café. A sequência correta é: a) 3, 2, 4 e 1. Coluna 2: 1. Filtração. 2. Peneiração. 3. Sublimação. 4. Catação. Estudo da matéria U1 42 2. Sabendo que a matéria pode ser classifica em substância pura e mistura, assinale a alternativa que apresenta um método de separação física correto para a separação de uma mistura. a) O processo de decantação é recomendado para a separação de uma mistura homogênea. b) A filtração é adequada para a separação de uma mistura de álcool e água. c) Decantação pode separar uma mistura heterogênea entre gases. d) Pode-se dizer que, ao se separar as fases sólida e líquida contidas em uma mistura heterogênea, serão formadas por substâncias puras. e) A destilação é o método mais adequado para a separação de sistemas homogêneos sólido-líquido. 3. No contexto de processos físicos de separação, associe as colunas abaixo relacionando os sistemas da coluna 1 aos métodos de separação da coluna 2. Coluna I: (1) Óleo + água (2) Álcool + éter (3) Sal + água (4) Areia + cascalho (5) Ar atmosférico (6) Água + Areia (7) Óleo + água + sal a) 1-d, 2-a, 3-e, 4-f, 5-b, 6-c, 7-g. b) 1-g, 2-c, 3-b, 4-f, 5-e, 6-a, 7-d. c) 1-f, 2-b, 3-c, 4-g, 5-d, 6-a, 7-e. d) 1-e, 2-a, 3-d, 4-g, 5-c, 6-b, 7-f. e) 1-d, 2-a, 3-e, 4-f, 5-b, 6-c, 7-g. b) 4, 2, 3 e 1. c) 3, 4, 1 e 2. d) 1, 3, 2 e 4. e) 2, 1, 4 e 3. Coluna II: a) Filtração b) Destilação simples c) Destilação fracionada d) Decantação e destilação e) Liquefação f) Peneiramento g) Decantação Estudo da matéria U1 43 Seção 1.4 O laboratório de química Nas seções anteriores aprendemos o que é a matéria e sua classificação, as propriedades físicas e os processos de separação. Agora, vamos entrar no laboratório de química! Você vai conhecer todas aquelas vidrarias e equipamentos que despertam tantas curiosidades nas pessoas e irá utilizá-las para fazer diversos experimentos. Então vista o seu jaleco e vamos lá! Mas antes é necessário aprender as regras e normas utilizadas no laboratório para que acidentes não ocorram e para que você possa realizar os seus experimentos com máxima segurança, portanto leia com atenção, pois acidentes ocorrem e não podemos subestimar os riscos existentes. Você deve receber uma série de informações vitais de como se proteger dos perigos que podem surgir e serem evitados no laboratório, e como fazer bom uso dos equipamentos que estiverem ao seu alcance para ter sucesso no trabalho laboratorial e se sentir realizado. Você também irá aprender os nomes e utilidades das principais vidrarias e equipamentos utilizados em um laboratório de química, você verá que é necessário utilizar o equipamento correto para cada etapa realizada no laboratório. Assim sendo, vamos finalizar o nosso estudo sobre a reciclagem de papel. Você sabia que existem diversos equipamentos de laboratório diferentes para medir as mais diversas propriedades físicas? Vamos aprender que existem vidrarias específicas para que possamos medir a densidade de cada etapa da produção de papel reciclado seja em laboratório ou no próprio processo de produção. A partir de agora você verá os cuidados que "deverá" tomar no interior de um laboratório de química, conhecerá os principais equipamentos utilizados e saberá qual utilizar dependendo da aplicação. Conhecerá também equipamentos para que a medição da densidade seja realizada em laboratório ou no próprio processo de produção. Então, estude todo o conteúdo com bastante atenção e aproveite o seu momento no laboratório realizando experimentos! Diálogo aberto Estudo da matéria U1 44 Ao acessar um laboratório de química você deve ter em mente que existe a possibilidade de encontrar produtos inflamáveis, explosivos, corrosivos e tóxicos, isto é, existe a possibilidade de ocorrer algum tipo de acidente com prejuízos leves, ou graves, para si mesmo, para os colegas, para a instituição e/ou para o ambiente. Os primeiros contatos dos alunos com o laboratório de química são de grande importância, portanto nesta seção você vai receber uma série de informações sobre as normas de segurança de um laboratório e as vidrarias que serão manipuladas. Em caso de acidentes mantenha a calma e comunique imediatamente ao professor. Antes de iniciarmos nossos experimentos, convém seguirmos alguns conselhos, tomando, assim, precauções necessárias para o bom convívio do principiante no laboratório. Diversas normas devem ser seguidas para se trabalhar em um laboratório de química, como por exemplo: utilize vestimenta apropriada (jaleco de algodão e manga comprida, calça e sapato fechado); não trabalhe próximo às chamas com inflamáveis; não aqueça tubos de ensaio com a boca virada para si ou para outros; fique atento ao manuseio das vidrarias, evitando pontas e arestas cortantes; não use a mesma pipeta para medir, ao mesmo tempo, soluções diferentes; utilize a capela, quando houver desprendimento de gases tóxicos, irritantes ou de cheiro desagradável; faça aquecimento de materiais inflamáveis ou muito voláteis em banho-maria; leia cuidadosamente o rótulo dos frascos antes de utilizá-los; em todo trabalho seja metódico e prudente. Não perca de vista uma experiência que está em andamento. Não pode faltar Reflita “Todo químico deve estar consciente dos perigos potenciais, existentes num laboratório, relacionados aos produtos químicos ali presentes, principalmente no tocante ao manuseio, transporte e estocagem dos mesmos. A segurança no laboratório é assunto de interesse de todos os que o frequentam, não apenas do professor, ou do assessor técnico. Acidentes vão ocorrer, na maioria dos casos, por falta de cuidado, de reflexão antes de agir e por negligência” (LENZI et al., 2012, p. 21). Assimile Acesse o link e assimile as normas utilizadas para trabalhar em um laboratório de química: <https://cissp.quimica.ufg.br/up/387/o/NORMAS_ DE_SEGURAN%C3%87A_-_Q._ANALITICA.pdf>. Acesso em: 31 out. 2015. Estudo da matéria U1 45 As vidrarias de laboratório são, em sua maioria, instrumentos de vidro cristal ou temperado, para que as medidas sejam precisas e o recipiente não reaja com a substância contida nele. Entretanto, as vidrarias devem ser tratadas com o maior cuidado possível, principalmente porque o vidro utilizado é mais trabalhado que quaisquer outros vidros, por isso, mais caros. Os materiais de metal podem servir para suporte e manuseio das vidrarias. Existem também materiais de porcelana, de borracha ou plástico e materiais que são fontes de aquecimento. Os principais instrumentos de trabalho em laboratórios são apresentados na Tabela 1.1: Pesquise mais O Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte criou um jogo didático para que os alunos de química memorizem os nomes das vidrarias. Acesse o link e conheça o jogo em <http://annq. org/eventos/upload/1330470378.pdf>. Acesso em: 31 out. 2015. Tabela 1.1 | Principais vidrariase equipamentos de um laboratório de química Nome Imagem Definição Béquer Recipiente de vidro em formato cilíndrico. Oferece medidas de volume, porém com pouca precisão. Erlenmeyer Recipiente volumétrico em forma cônica. Em geral é usado para armazenar e misturar produtos e soluções. Proveta Instrumento cilíndrico com medida de volume mais precisa para líquidos. Estudo da matéria U1 46 Balão de fundo redondo e de fundo chato Aparelho em forma esférica utilizado para sistemas reacionais líquidos e sólidos. Pipeta Instrumento para medição e transferência com maior precisão de volumes líquidos. Tubos de ensaio Tubos utilizados em ensaios onde a quantidade de reagentes é reduzida. Suporte e garra Possui o propósito de sustentar balões, funis e tubos. Suporte Aquecimento sem contato com a chama. Bico de Bunsen É um tipo de queimador de gás usado no aquecimento de substâncias. Estudo da matéria U1 47 Balão de separação Peça de vidraria usada na separação de líquidos de densidades diferentes. Vidro relógio Recipiente côncavo e circular empregado geralmente em processos de pesagem. Pisseta Recipiente para armazenar compostos quaisquer. Kitassato Vidraria empregada na filtração a vácuo. Bureta Recipiente cilíndrico de vidro utilizado para dispensar volumes com precisão por meio de uma torneira na extremidade inferior. Fonte: O autor Estudo da matéria U1 48 Exemplificando Indique a vidraria que não está contida na figura abaixo: a) Béquer. b) Pipeta. c) Erlenmeyer. d) Condensador. e) Proveta. Resposta correta é a letra B. Na sequência os equipamentos são: condensador, bureta, béquer, erlenmeyer e proveta. Faça você mesmo Em uma destilação simples, a vidraria utilizada na transformação de vapor em líquido é o: a) Erlenmeyer. b) Béquer. c) Condensador. d) Balão de destilação. e) Funil. Sem medo de errar Agora, vamos descobrir como medir a densidade nas etapas de produção do papel reciclado. Para realizarmos essa medição vamos precisar de instrumentos apropriados para a medição da densidade. Durante o processo as densidades de cada etapa podem ser medidas em laboratório ou no próprio processo de produção com o uso de instrumentos apropriados. Em laboratório poderemos usar o densímetro e o picnômetro (Figura 1.12). Estudo da matéria U1 49 Para que a densidade seja medida diretamente no processo de produção é necessária a instalação de medidores de densidade em todos os tanques do processo. Para a medição das propriedades específicas do papel, como a gramatura e a densidade aparente, são utilizados equipamentos específicos. Fonte: O autor Figura 1.12 | Densímetro e Picnômetro Assimile Acesse o link para conhecer mais sobre a medição da densidade aparente: <http://lqes.iqm.unicamp.br/images/vivencia_lqes_meprotec_ densidade_arquimedes.pdf>. Acesso em: 9 dez. 2015. Lembre-se Lembre-se que a medição das propriedades físicas da matéria é de grande importância para o controle do processo e qualidade do produto. Avançando na prática Pratique mais Instrução Desafiamos você a praticar o que aprendeu transferindo seus conhecimentos para novas situações que pode encontrar no ambiente de trabalho. Realize as atividades e depois compare-as com a de seus colegas. “Medidores de Densidade de Sólidos” 1. Competência de fundamentos de área Conhecer os conceitos fundamentais em química geral para a formação científica e tecnológica. 2. Objetivos de aprendizagem Conhecer equipamentos de laboratório que meçam as propriedades físicas da matéria. 3. Conteúdos relacionados O laboratório de química. Estudo da matéria U1 50 4. Descrição da SP Faça uma pesquisa e conheça quais são os equipamentos que realizam as medidas das propriedades físicas do plástico. 5. Resolução da SP Há um equipamento diferente para cada propriedade física, que deve ser medida pelo controle de qualidade para ter certeza que o PET está dentro das especificações e pode ser comercializado. Observem alguns desses equipamentos acessando os links: • Rigidez: <http://www.dmbr.net/drupal/node/38>. Acesso em: 31 out. 2015. • Brilho: <http://www.dmbr.net/drupal/taxonomy/ term/43?page=1>. Acesso em: 31 out. 2015. • Estabilidade à luz: <http://www.dmbr.net/drupal/node/578>. Acesso em: 31 out. 2015. • Densidade: <http://www2.esb.ucp.pt/twt/cec/MyFiles/ imagens/quimica/fotos/s%C3%B3lidos.jpg>. Acesso: 31 out. 2015. • Porosidade: <http://www.solostocks.com.br/venda- produtos/outros /medidor-de-porosidade-761400>. Acesso em: 31 out. 2015. • Ensaio de alcalinidade: <http://www.dmbr.net/drupal/ node/568>. Acesso em: 31 out. 2015. • Resistência ao estouro em garrafas: <http://www.dmbr.net/ drupal/node/562>. Acesso em: 31 out. 2015. • Medidor de propriedades físicas: <http://aqualab.decagon. com.br/produtos/kd2/kd2/>. Acesso em: 31 out. 2015. Lembre-se Acesse o link e conheça diversos instrumentos de medição para análises laboratoriais: <http://www.pce-medidores.com.pt/instrumentos- medicao/instrumentos-de-medicao.htm>. Acesso em: 31 out. 2015. Faça você mesmo Pesquise e conheça os equipamentos utilizados para realizar o controle de qualidade do vidro. Faça valer a pena 1. Conforme as normas de segurança aplicadas ao laboratório de química, em casos de acidentes envolvendo fogo com o bico de Bunsen devemos: a) Chamar os bombeiros e evacuar o local imediatamente. b) Avisar um responsável e sair do local imediatamente. c) Não esperar por ajuda e evacuar o local o mais rápido possível. d) Verificar se pode fechar a válvula, não conseguindo, avisar um responsável e sair do lugar do acidente. Estudo da matéria U1 51 2. Segundo as normas de segurança do laboratório de química, é proibido dentro de um laboratório: a) Não cheirar as substâncias para identificar o que está sendo usado. b) Deixar os cabelos longos soltos. c) Trabalhar com ácidos e bases concentradas usando luvas de procedimento. d) Não comer no interior do laboratório. e) Não misturar produtos desconhecidos na tentativa de descobrir algo novo. 3. Coloque falso ou verdadeiro nas afirmativas a seguir. I. A pisseta é empregada na medição de volumes precisos de líquidos. II. A pipeta é empregada na medição de volumes precisos de líquidos. III. O béquer é utilizado para efetuar reações e pode ser aquecido. IV. A balança analítica é empregada para efetuar pesagens ao longo da realização de ensaios. V. O balão volumétrico fornece medidas precisas de volume. VI. A pipeta volumétrica é empregada para medição de volumes precisos de líquidos e pode ser seca em estufa a 100 °C. A alternativa que apresenta a sequência correta é: a) F, V, F, V, V, F b) V, F. V, F, F, V c) F, V, V, F, V, F d) F, V, V, F, F, V e) V, V, V, F, F, V e) Verificar se é possível fechar a válvula. Caso não seja possível, jogar um pano molhado sobre a chama, avisar um responsável e sair do local. Estudo da matéria U1 52 U1 53Estudo da matéria Referências BRADY, James E.; RUSSEL, Joel W.; HOLUM, John R. Química: a matéria e suas transformações. 3. ed. Rio de Janeira: LTC, 2000. KOTZ, John C. et al. Química geral e reações químicas. 9. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2010. v. 1-2. LENZI, E. et al. Química geral e experimental. 2. ed. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 2012. RUSSEL, John B. Química geral. 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2008. v. 1- 2. Unidade 2 ÁTOMOS E ELEMENTOS Dando continuidade ao nosso estudo de Química Geral e Experimental entraremos agora na segunda unidade deste livro didático. Nesta unidade aprenderemos o que é um átomo e como são compostos os elementos químicos. Você já imaginou como é composto um átomo? Qual é a sua configuração? Já consultou uma tabela periódica? Com esta unidade de ensino saberemos responder essas perguntas e muitas outras. Com base nesse raciocínio e assimilando todos os assuntos relevantes desse tema, temos como competências conhecer e aplicar os conceitos fundamentais em
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